專利名稱：測(cè)量多種廢氣成分的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種氣體測(cè)量系統(tǒng)，該氣體測(cè)量系統(tǒng)具有測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)的廢氣的測(cè)量傳感器，該測(cè)量傳感器包括暴露于待測(cè)量廢氣之中的外電極，第一測(cè)量單元，與第一測(cè)量單元相連接的并在其中設(shè)置有測(cè)量電極的第二測(cè)量單元，暴露于環(huán)境空氣之中的參考電極，其中測(cè)量單元位于固體電解質(zhì)之中并且所有電極都與固體電解質(zhì)接觸；該氣體測(cè)量系統(tǒng)還具有電路，該電路將氧離子泵送到或者說(shuō)泵吸到第一測(cè)量單元和外電極之間的第一泵電流中，以及將氧離子泵送到第二測(cè)量單元和外電極之間的第二泵電流中，以及將氧離子泵送到測(cè)量電極和外電極之間的第三泵電流中，該電路包括控制單元，該控制單元檢測(cè)測(cè)量單元和參考電極之間的能斯特電壓，并在評(píng)估或者說(shuō)分析該測(cè)量的能斯特電壓之后將第二泵電流調(diào)整到預(yù)期值。本發(fā)明還涉及到用于測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)廢氣的測(cè)量傳感器的運(yùn)行方法，該測(cè)量傳感器具有暴露于待測(cè)量廢氣之中的外電極，第一測(cè)量單元，與第一測(cè)量單元相連接并在其中設(shè)置有測(cè)量電極的第二測(cè)量單元，暴露于環(huán)境空氣中的參考電極，其中測(cè)量單元位于固體電解質(zhì)之中并且所有的電極都和固體電解質(zhì)接觸，以及還用于操作電路，該電路將氧離子泵送到第一測(cè)量單元和外電極之間的第一泵電流中，以及將氧離子泵送到第二測(cè)量單元和外電極之間的第二泵電流中，以及將氧離子泵送到測(cè)量電極和外電極之間的第三泵電流中，其中，測(cè)量單元和參考電極之間的能斯特電壓被檢測(cè)記錄，并在對(duì)該檢測(cè)的能斯特電壓進(jìn)行評(píng)估或者說(shuō)分析之后將第二泵電流調(diào)整到預(yù)期值。
這種具有測(cè)量傳感器和電路的系統(tǒng)通常用于測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)廢氣中的NOx濃度，就像例如EP 0 816 836 A2中所描述的一樣。該系統(tǒng)的測(cè)量傳感器具有在由能夠傳導(dǎo)氧離子的氧化鋯制成的一個(gè)本體中的兩個(gè)測(cè)量單元。電路在此實(shí)現(xiàn)以下測(cè)量原理在通過(guò)擴(kuò)散障被提供有測(cè)量氣體的第一測(cè)量單元中，借助于第一氧離子泵電流設(shè)定到第一氧氣濃度，其中應(yīng)盡可能地使得NOx沒(méi)有分解。在通過(guò)另一個(gè)擴(kuò)散障和第一測(cè)量單元相連接的第二測(cè)量單元中，借助于第二氧離子泵電流繼續(xù)降低其氧含量。為了設(shè)定氧離子泵電流，電路采集各個(gè)測(cè)量單元中的能斯特電壓，其中總是參考氧含量，參考電極通常暴露在其中，通常是環(huán)境空氣的氧中。此外，第二氧離子泵電流和測(cè)量單元的能斯特電壓被控制到預(yù)期值上。
第二測(cè)量單元中的測(cè)量電極處的NOx的分解引發(fā)了第三氧離子泵電流，它是用于NOx濃度的度量參數(shù)。借助于電加熱器整個(gè)測(cè)量傳感器在這里被加熱到比較高的高溫，比如750℃。
所提及的NOx測(cè)量系統(tǒng)能夠檢測(cè)廢氣中的氧化物。然而它不足以適用于其它的氣體成分或氣體參數(shù)。到目前為止，對(duì)于這樣的成分必須使用單個(gè)的傳感器。特別對(duì)于汽車技術(shù)領(lǐng)域更是如此，在該領(lǐng)域中如所公開(kāi)的那樣，為了測(cè)量氧氣，除了所提及的NOx測(cè)量系統(tǒng)外，還要安置單獨(dú)的氧氣傳感器或λ傳感器。由于使用多個(gè)傳感器而產(chǎn)生成本顯然是不希望的。
因此本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)開(kāi)始所提到的測(cè)量系統(tǒng)，不需要附加的傳感器成本就可以檢測(cè)多種氣體成分。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的通過(guò)開(kāi)始時(shí)所提到類型的廢氣測(cè)量系統(tǒng)被實(shí)現(xiàn)，其中電路的控制單元可以在第一和第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中切換，其中，在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中第二泵電流的預(yù)期值比第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式更高一些，并且其中在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中從第三泵電流的值得出氣體中氧化物含量的測(cè)量信號(hào)，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中從第一泵電流得出廢氣中氧氣含量或λ值的測(cè)量信號(hào)。該目的還通過(guò)開(kāi)始時(shí)所提到類型的用于檢測(cè)廢氣的測(cè)量傳感器的運(yùn)轉(zhuǎn)方法實(shí)現(xiàn)，其中提供有第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式和第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，將第二泵電流的預(yù)期值選擇為比第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中更高一些，其中，在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，從第三泵電流值中得出氣體中氧化物含量的測(cè)量信號(hào)，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，從第一泵電流值中得出廢氣的氧氣含量或λ值的測(cè)量信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)用于測(cè)量廢氣氧化物含量(比如NOx)的已知的傳感器在兩個(gè)不同的運(yùn)轉(zhuǎn)模式中運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣借助簡(jiǎn)單的運(yùn)轉(zhuǎn)模式的切換，就可以利用一個(gè)測(cè)量傳感器檢測(cè)兩個(gè)物質(zhì)的(成分的)廢氣參數(shù)。這里根據(jù)本發(fā)明可知，同時(shí)測(cè)量?jī)煞N氣體成分的方式被放棄了。但是這種乍看起來(lái)是有缺點(diǎn)的裝置，卻首次允許低成本高精度地測(cè)量?jī)煞N組成成分。因此如果這里可以非常快地進(jìn)行切換，那么對(duì)于很多使用場(chǎng)合就可以達(dá)到準(zhǔn)同步的測(cè)量。
為了選擇當(dāng)前所測(cè)量的廢氣成分，電路合適地提供了對(duì)測(cè)量傳感器的控制，如EP 0 816 836 A2或DE 199 07 947 A1的例子所描述的一樣。
本發(fā)明這里應(yīng)用了由發(fā)明人首次獲得的知識(shí)，即如果泵電流設(shè)定為一個(gè)值，那么在第一測(cè)量單元中就可以獲得高精度的氧氣含量或λ值的量度，但是該泵電流預(yù)期值卻使得第二單元中不可能獲得令人滿意的氧化物測(cè)量。同時(shí)，為了在第二測(cè)量單元中獲得足夠精確的氧化物濃度測(cè)量，在測(cè)量傳感器的第一測(cè)量單元中必需是稀薄的，即低氧的氣體混合物，這樣還要在第二測(cè)量單元中檢測(cè)的氧化物就不會(huì)在那里還原或說(shuō)減少。因此，對(duì)于氧化物測(cè)量而言，第一測(cè)量單元中的混合氣體沒(méi)有完全進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，因而其還包含氮氧化物。因此，在實(shí)現(xiàn)第二測(cè)量單元中氧化物的最佳測(cè)量的條件下時(shí)，在第一測(cè)量單元中可能會(huì)產(chǎn)生可避免的氧濃度或λ值測(cè)量的大的誤差。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明選擇來(lái)自第二測(cè)量單元的第二泵電流的預(yù)期值，從而在兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，均能達(dá)到測(cè)量相應(yīng)的廢氣成分(氧氣或者說(shuō)λ或氧化物)的最佳條件。本發(fā)明借助時(shí)間上分開(kāi)的測(cè)量方法取代了現(xiàn)有技術(shù)的目前力求同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量氧氣含量或者說(shuō)λ值的方法。此時(shí)在汽油內(nèi)燃機(jī)的情況下測(cè)量的是廢氣的λ值，以及在柴油內(nèi)燃機(jī)的情況下測(cè)量的是氧氣含量。氧離子泵電流在兩種情況下產(chǎn)生類似地流動(dòng)，但各自方向相反(對(duì)于柴油內(nèi)燃機(jī)是流入測(cè)量單元，對(duì)于汽油內(nèi)燃機(jī)是流出測(cè)量單元)。
為了在第二種運(yùn)轉(zhuǎn)模式中對(duì)于氧氣含量或者說(shuō)λ值盡可能精確地測(cè)量，有利的是，在第一測(cè)量單元中，將能斯特電壓相對(duì)于參考電極設(shè)定到一定的預(yù)期值。在預(yù)期值為450mV的時(shí)候，達(dá)到最佳點(diǎn)，此時(shí)會(huì)得出最大測(cè)量精度。因此優(yōu)選是這樣一個(gè)廢氣測(cè)量系統(tǒng)的改進(jìn)方案，其中，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，控制單元將第一測(cè)量單元和參考電極之間的能斯特電壓控制到一個(gè)預(yù)期值上，特別是450mV。對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)方法而言，相類似的有利的改進(jìn)方案是，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，在第一測(cè)量單元和參考電極之間的能斯特電壓控制到一個(gè)預(yù)期值，特別是450mV。
可選擇或者附加的是，在根據(jù)本發(fā)明的廢氣測(cè)量系統(tǒng)里，為了精確地測(cè)量氧含量或者λ值，控制單元利用第一和第二泵電流進(jìn)行主導(dǎo)控制，以控制第一測(cè)量單元與參考電極之間的能斯特電壓。對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)方法而言，當(dāng)利用第一和第二泵電流控制在第一測(cè)量單元和參考電極之間的能斯特電壓而實(shí)現(xiàn)了主導(dǎo)控制時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)同樣的優(yōu)點(diǎn)。
運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間的切換可以根據(jù)預(yù)定的時(shí)間模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而如果運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間的切換根據(jù)另外一個(gè)沒(méi)有導(dǎo)致固定的時(shí)間順序的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，測(cè)量系統(tǒng)就必須精確地顯示，測(cè)量了哪一個(gè)廢氣參數(shù)。因此，這導(dǎo)致了有利的廢氣測(cè)量系統(tǒng)的有利的設(shè)計(jì)，其中電路給出輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)包括物質(zhì)參數(shù)或者說(shuō)成分參數(shù)(氧化物或氧氣或者說(shuō)λ)的測(cè)量信號(hào)和顯示運(yùn)轉(zhuǎn)模式信號(hào)或者被測(cè)量的物質(zhì)參數(shù)的部分。如果給出一個(gè)輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)包括顯示廢氣成分濃度的部分和顯示運(yùn)轉(zhuǎn)模式或者測(cè)量的廢氣成分的部分，那么根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)方法就實(shí)現(xiàn)了類似的優(yōu)點(diǎn)。
運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間的切換能夠在廢氣測(cè)量系統(tǒng)中獨(dú)立進(jìn)行，例如實(shí)現(xiàn)時(shí)間上預(yù)定的切換。但是如果廢氣測(cè)量系統(tǒng)的電路具有用于在第一和第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間切換的控制輸入端的話，則對(duì)于一些應(yīng)用是非常有利的。
以下參考附圖
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的解釋。這唯一的圖表示出了通過(guò)帶有所屬布線的NOx測(cè)量傳感器的剖面示意圖。
所示出的NOx測(cè)量傳感器M檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)廢氣的兩個(gè)廢氣參數(shù)，即NOx濃度和氧氣含量(在柴油系統(tǒng))或者說(shuō)λ值(在汽油系統(tǒng)或者說(shuō)點(diǎn)火式系統(tǒng)中)。測(cè)量傳感器M與電路一起構(gòu)成了可以在兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)模式中工作的測(cè)量系統(tǒng)1，其中該電路另外包括一個(gè)在實(shí)施例中設(shè)計(jì)為控制器的控制設(shè)備C。在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)廢氣的NOx濃度，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)廢氣的氧氣含量或者說(shuō)λ值。運(yùn)轉(zhuǎn)模式根據(jù)控制設(shè)備C在測(cè)量傳感器M處設(shè)定的電變量來(lái)進(jìn)行區(qū)分。
由固體電解質(zhì)2例如ZrO2組成的測(cè)量傳感器M經(jīng)由擴(kuò)散障3接收將被測(cè)量的廢氣，廢氣的NOx濃度和/或氧氣含量或者說(shuō)λ值將被確定。整個(gè)測(cè)量傳感器M被電加熱器13加熱到工作溫度。廢氣通過(guò)擴(kuò)散障3擴(kuò)散到第一測(cè)量單元4中。該測(cè)量單元4(Messzelle)中氣體的氧氣含量或者說(shuō)λ值通過(guò)采集第一電極5和參考電極11之間的第一能斯特電壓V0而被測(cè)量，其中第一電極5在第一測(cè)量單元4中，參考電極11設(shè)置在參考單元12(Referenzzelle)中。參考單元12相對(duì)于環(huán)境空氣幾乎被封閉，其中在環(huán)境壓力變化時(shí)采取合適的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力均衡。
通過(guò)第一電路布置，在第一測(cè)量單元4中設(shè)定了預(yù)定的氧氣濃度。為此，第一能斯特電壓V0被一個(gè)通過(guò)控制設(shè)備C實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)器采集，該調(diào)節(jié)器提供了一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓Vp0，該電壓通過(guò)測(cè)量傳感器M的固體電解質(zhì)2在第一電極5和外電極6之間驅(qū)動(dòng)了第一氧離子泵電流Ip0。因此，在第一測(cè)量單元4中存在一個(gè)預(yù)定氧氣濃度，它通過(guò)在電極5和參考電極11之間的能斯特電壓V0被測(cè)量。通過(guò)一個(gè)測(cè)量電阻R0m和一個(gè)電壓表V0m實(shí)現(xiàn)對(duì)于調(diào)節(jié)或說(shuō)控制所必需的第一氧離子泵電流Ip0的測(cè)量。例如，這個(gè)通過(guò)一個(gè)帶有內(nèi)阻的A/D變流器(Wandler)實(shí)現(xiàn)。
第二測(cè)量單元8和第一測(cè)量單元4通過(guò)另一擴(kuò)散障7連接起來(lái)。通過(guò)擴(kuò)散障7，位于第一測(cè)量單元4中的氣體擴(kuò)散到第二測(cè)量單元8中。
在第二測(cè)量單元中，第二電路布置設(shè)定了第二氧氣濃度。為此，在第二電極9和參考電極11之間的第二能斯特電壓V1被采集，并傳送給再次以控制設(shè)備C的形式實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器提供了第二驅(qū)動(dòng)電壓Vp1，利用該第二驅(qū)動(dòng)電壓Vp1，第二氧離子泵電流Ip1被從第二測(cè)量單元8驅(qū)動(dòng)出，第二測(cè)量單元8中的氧氣濃度進(jìn)一步減少。這里為了調(diào)節(jié)第二氧離子泵電流Ip1也使用了一個(gè)測(cè)量電阻R1m和電壓表V1m。
控制設(shè)備借助第二電路布置調(diào)節(jié)第二氧離子泵電流Ip1，從而使得在第二測(cè)量單元8中設(shè)定了一個(gè)預(yù)定的氧氣濃度。
根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)模式的不同，進(jìn)行的所提及的泵電流的調(diào)節(jié)也不同。為了在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中能夠?qū)ρ趸锉热鏝Ox測(cè)量，第一測(cè)量單元中的預(yù)定氧氣濃度選擇為可使得在前述操作中NOx沒(méi)有被影響，特別是沒(méi)有被分解。接著NOx被泵送至設(shè)計(jì)為具有催化作用的測(cè)量電極10處的第二測(cè)量單元8中，從測(cè)量電極10向外電極6泵送，在第三氧離子泵電流Ip2中。在第一運(yùn)轉(zhuǎn)方式中，測(cè)量單元8中的剩余氧氣含量大幅度地降低，使得第三氧離子泵電流Ip2基本上僅由測(cè)量電極10處的NOx的分解的所產(chǎn)生的氧離子所攜帶，第三泵電流Ip2是測(cè)量單元8中和進(jìn)而是所測(cè)量廢氣中的NOx濃度的量度。
第三氧離子泵電流Ip2通過(guò)測(cè)量電阻R2m和電壓表V2m被測(cè)定出來(lái)，如先前來(lái)自驅(qū)動(dòng)電壓(在這種情況下是指Vp2)的泵電流一樣，被控制設(shè)備C預(yù)先確定，它采集測(cè)量電極10和參考電極11之間的第三能斯特電壓V2。
對(duì)于第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式，第二和第三能斯特電壓V1和V2以及第三泵電流Ip1被調(diào)節(jié)到恒定的值。這通過(guò)改變第一和第三泵電流Ip0和Ip2來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了足夠精確地檢測(cè)NOx濃度，控制設(shè)備C在測(cè)量傳感器M的第一測(cè)量單元4中調(diào)整出稀薄的混合氣，這樣就不會(huì)發(fā)生氮氧化物的還原，借此使第一單元中的混合氣不進(jìn)行完全的化學(xué)反應(yīng)，并仍然含有氮氧化物。
對(duì)于第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式，為了檢測(cè)氮氧化物，第一泵電流Ip0被調(diào)整為使得V1和Ip1的預(yù)期值被維持。第三泵電流Ip2被調(diào)整為使得V2的預(yù)期值被維持。
對(duì)于第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式，控制設(shè)備C控制第二能斯特電壓V1以及第二泵電流Ip1的預(yù)期值，從而使得第一測(cè)量單元4中的另一預(yù)設(shè)的第一能斯特電壓V0被調(diào)整，優(yōu)選的值為450mV。第一泵電流Ip0用于廢氣的氧氣含量或λ值的度量參數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)類型甚至特別是線性的取決于測(cè)量變量。
為了使第一泵電流Ip0作為足夠精確的氧氣含量或者說(shuō)λ值的度量參數(shù)，也可以在第一測(cè)量單元4中進(jìn)行主導(dǎo)控制，其中第一能斯特電壓V0用作控制信號(hào)。
對(duì)于第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式，為了檢測(cè)氧氣含量或者說(shuō)λ值，第一泵電流Ip0被調(diào)整為使得V1、Ip1的閥值被維持，因而使V0顯示化學(xué)計(jì)量比例如450mV。第三泵電流Ip2是不必要的?；蛘咧苯訉?shí)現(xiàn)Ip0-V0調(diào)節(jié)(比如在450mV)，就像線性的λ探測(cè)器一樣。
控制設(shè)備C具有一個(gè)兩部分的輸出端。在輸出端的第一部分信號(hào)出現(xiàn)信號(hào)，它顯示了運(yùn)轉(zhuǎn)模式，例如所測(cè)量氣體的編碼信號(hào)。在輸出端A的第二部分給出所顯示信號(hào)的濃度值。通過(guò)輸入端S在控制設(shè)備C處能夠進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)模式的調(diào)節(jié)。可以選擇地或附加地，例如由內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備，通過(guò)輸入端S，輸入氣體測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量廢氣參數(shù)(氧化物含量或氧含量或者說(shuō)λ值)的測(cè)量需求。通過(guò)輸入端S的輸入可以是模擬的或數(shù)字實(shí)現(xiàn)的，就像輸出端A可以導(dǎo)出模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)一樣。
權(quán)利要求
1.一種氣體測(cè)量系統(tǒng)，其具有檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)廢氣的測(cè)量傳感器(1)，該測(cè)量傳感器具有暴露于待測(cè)量廢氣中的外電極(6)，第一測(cè)量單元(4)，與第一測(cè)量單元(4)相連接的并且其中布置有測(cè)量電極(10)的第二測(cè)量單元(8)，暴露于環(huán)境空氣中的參考電極(11)，其中所述測(cè)量單元(4、8)位于固體電解質(zhì)(2)中，并且所有的電極(10、11)與固體電解質(zhì)(2)接觸；以及，該氣體測(cè)量系統(tǒng)還包括一個(gè)電路，所述電路將氧離子泵送到第一測(cè)量單元(4)和外電極(6)之間的第一泵電流(Ip0)中，以及將氧離子泵送到第二測(cè)量單元(8)和外電極(6)之間的第二泵電流(Ip1)中，以及將氧離子泵送到測(cè)量電極(10)和外電極(6)之間的第三泵電流(Ip2)中，所述電路包括控制單元(C)，它檢測(cè)了在測(cè)量單元(4、8)和參考電極(11)之間的能斯特電壓(V0，V1，V2)，并在評(píng)估測(cè)量的能斯特電壓(V0，V1，V2)之后將第二泵電流(Ip1)調(diào)整到一個(gè)預(yù)期值，其特征在于，所述控制單元(C)可以在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式和第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間切換，其中第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中的第二泵電流(Ip1)的預(yù)期值比第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式高，以及其中所述控制單元(C)在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中從第三泵電流(Ip2)的值中得出廢氣中氧化物含量的測(cè)量信號(hào)，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中從第一泵電流(Ip0)中得出一個(gè)廢氣的氧氣含量或λ值的測(cè)量信號(hào)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(C)在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中將第一測(cè)量單元(4)和參考電極(11)之間的能斯特電壓(V0)調(diào)整到一個(gè)預(yù)期值，特別是450mV。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(C)利用第一和第二泵電流(Ip0，Ip1)實(shí)現(xiàn)了主導(dǎo)控制，以用于控制第一測(cè)量單元(4)和參考電極(11)之間的能斯特電壓(V0)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的氣體測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(C)給出一個(gè)輸出信號(hào)(A)，所述輸出信號(hào)包括顯示廢氣成分含量的部分和顯示運(yùn)轉(zhuǎn)模式的或者顯示被測(cè)量的廢氣成分的部分。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的氣體測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)控制輸入端(S)來(lái)實(shí)現(xiàn)在第一和第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間的切換。
6.一種用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)廢氣的測(cè)量傳感器(1)的運(yùn)行方法，所述測(cè)量傳感器具有一個(gè)暴露于被測(cè)量廢氣中的外電極(6)，第一測(cè)量單元(4)，與第一測(cè)量單元(4)相連接的并其中設(shè)置有測(cè)量電極(10)的第二測(cè)量單元(8)，暴露于環(huán)境空氣中的參考電極(11)，其中測(cè)量單元(4、8)位于固體電解質(zhì)(2)中，并且所有的電極(10、11)都與固體電解質(zhì)(2)接觸；以及，一個(gè)電路，所述電路包括第一電路布置、第二電路布置、第三電路布置，其中第一電路布置將氧離子泵送到第一測(cè)量單元(4)和外電極(6)之間的第一泵電流(Ip0)中，第二電路布置將氧離子泵送到第二測(cè)量單元(8)和外電極(6)之間的第二泵電流(Ip1)中，以及第三電路布置將氧離子泵送到測(cè)量電極(10)和外電極(6)之間的第三泵電流(Ip2)中；其中對(duì)測(cè)量單元(4、8)和參考電極(11)之間的能斯特電壓值(V0，V1，V2)進(jìn)行檢測(cè)，并將所檢測(cè)到的能斯特電壓(V0，V1，V2)進(jìn)行評(píng)估之后，將第二泵電流(Ip1)控制到一個(gè)預(yù)期值，其特征在于，提供有第一和第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式，其中，在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，第二泵電流(Ip1)的預(yù)期值比在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式下要高，其中在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中從第三泵電流(Ip2)的值中得出一個(gè)氣體中氧化物含量的測(cè)量信號(hào)，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中從第一泵電流(Ip0)中得到廢氣中氧氣含量或λ值的測(cè)量信號(hào)(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中將所述第一測(cè)量單元(4)和所述參考電極(11)之間的能斯特電壓(V0)控制到預(yù)期值，特別是450mV。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，借助第一和第二泵電流(Ip0，Ip1)進(jìn)行主導(dǎo)控制，用于控制第一測(cè)量單元(4)和參考電極(11)之間的能斯特電壓(V0)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，給出一個(gè)輸出信號(hào)(A)，所述輸出信號(hào)包括一個(gè)顯示廢氣成分濃度的部分和一個(gè)顯示運(yùn)轉(zhuǎn)模式的部分或者顯示被測(cè)量的廢氣成分的部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢氣測(cè)量系統(tǒng)，其具有測(cè)量傳感器(1)，該測(cè)量傳感器具有外電極(6)，兩個(gè)測(cè)量單元(4，8)，環(huán)境空氣的參考電極(11)；該系統(tǒng)還包括電路，該電路將氧離子泵送到測(cè)量單元(4)和外電極(6)之間的泵電流(Ip0，Ip1，Ip2)中；所述電路包括控制單元(C)，它檢測(cè)了在測(cè)量單元(4、8)和參考電極(11)之間的能斯特電壓(V0，V1，V2)，并在評(píng)估或分析所檢測(cè)的能斯特電壓(V0，V1，V2)之后將第二泵電流(Ip1)調(diào)節(jié)到一個(gè)預(yù)期值，所述控制單元(C)可以在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式和第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式之間切換，其中第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中的第二泵電流(Ip1)的預(yù)期值比第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中高，在第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，通過(guò)第三泵電流(Ip2)檢測(cè)氧化物含量，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，利用第一泵電流(Ip0)檢測(cè)廢氣的氧氣含量或λ值。
文檔編號(hào)G01N27/407GK1788197SQ200580000409
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者貝特朗·勒米爾 申請(qǐng)人:西門子公司